Elementaranalysator inkl. Isotopenmassenspektrometer
Final Report Abstract
In den ersten drei Jahren seit Inbetriebnahme wurde unsere Kombination aus Elementanalysator (EA) und Isotopen-Massenspektrometer (IRMS) für verschiedene Forschungsprojekte der funktionellen Biodiversitätsforschung eingesetzt, wovon vier hier exemplarisch beschrieben sind. Darüber hinaus konnten Messungen in Böden bei der Rekonstruktion anthropogener und klimabedingter Veränderungen in Permafrostböden Sibiriens helfen. In einer ersten Studie haben wir uns mit funktionellen Eigenschaften von Pflanzen, sogenannten Traits, und ihrem Einsatz als Prädiktoren für Ökosystemfunktionen auseinander gesetzt. Das Wachstum einzelner Pflanzen ist von einer Vielzahl von Prozessen abhängig und damit auch von einer Vielzahl von Traits. Auf der Bestandesebene sind zudem Prozesse der inner- und zwischenartlichen Interaktion relevant die weitere Traitinformation bedingen könnten. In diese Studie gingen 8 Traits ein, die auf Messungen am EA-IRMS beruhen, wobei neben den C und N Gehalten in Blättern und Wurzeln auch die Aufnahme von 15N markiertem Nitrat berücksichtigt wurde. Wir konnten zeigen, dass für eine gute Vorhersage des Wachstums individueller Pflanzen oder von Populationen tatsächlich Traits unterschiedlicher Gruppen notwendig sind (Merkmale der Blätter, Wurzeln und der Statur). Dabei kommt den in bisherigen Studien stark vernachlässigten Wurzeltraits eine besonders hohe Bedeutung zu. Unsere Studie bildet damit einen umfassenden Rahmen, der die hierarchische Struktur möglicher Einflüsse von Traits integriert und ein mehr Prozess-orientiertes Verständnis Trait-basierter Studien ermöglicht. Eine weitere Studie beschäftigte sich mit dem Einfluss der Diversität von Pflanzen auf die Zersetzung von Wurzelstreu in Wiesen. Wurzeln tragen - gerade in Wiesen in denen sie den größten Teil der Pflanzenmasse ausmachen – einen großen Teil zur Speicherung von Kohlenstoff im Boden bei. Diese bedeutende ökosystemare Dienstleistung wird durch die Geschwindigkeit der Zersetzung von Wurzelstreu beeinflusst. Unsere Ergebnisse zeigen dass zunehmende Diversität eine signifikante Abnahme der Wurzelstreuzersetzung zur Folge hat. Hierbei spielt primär die chemische Zusammensetzung der Wurzeln, allen voran das mit dem EA-IRMS gemessene C:N Verhältnis, eine signifikante Rolle. Wir konnten damit zeigen, dass diversere Wiesen eine höhere Anreicherung von Kohlenstoff im Boden unterstützen. In experimentellen tropischen Waldökosystemen konnten wir zudem mittels Massenspektrometrie des stabilen Isotopes 15N nachweisen, dass der Transport von Stickstoff aus diverserer Blattstreu über längere Zeiträume in ein darauf liegendes Holzstück schneller vonstattengeht als bei Streu nur einer Art. Der Transport von 15N durch Pilze war dabei geringer je höher die Ausgangskonzentration des Stickstoffs im Holz war. In einer Studie mit 18 heimischen und nordamerikanischen Laubbaumarten haben wir zudem den Einfluss von acht funktionellen Traits der Winterknospen auf Wildverbiss untersucht. Wir konnten zeigen, dass das C/N Verhältnis weder aus dem Frischgewicht geschätzt werden kann, noch mit dem Energiegehalt korreliert, und somit eine unabhängige Information zur Attraktivität der Knospen unterschiedlicher Baumarten für Rehwild beiträgt.
Publications
- Plant species richness negatively affects root decomposition in grasslands. Journal of Ecology
Chen H, Mommer L, van Ruijven J, de Kroon H, Fischer C, Gessler A, Hildebrandt A, Scherer- Lorenzen M, Wirth C, Weigelt A
(See online at https://doi.org/10.1111/1365-2745.12650) - (2015) From pots to plots: Hierarchical trait-based prediction of population biomass in a mesic grassland. Journal of Ecology
Schroeder-Georgi T, Wirth C, Nadrowski K, Meyer ST, Mommer L, Weigelt A
(See online at https://doi.org/10.1111/1365-2745.12489)
